• 한국분말재료학회지
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• 제23권6호
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• pp.420-425
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• 2016

N-doped carbon nanofibers as catalysts for oxygen-reduction reactions are synthesized using electrospinning and carbonization. Their morphologies, structures, chemical bonding states, and electrochemical performance are characterized. The optimized N-doped carbon nanofibers exhibit graphitization of carbon nanofibers and an increased nitrogen doping as well as a uniform network structure. In particular, the optimized N-doped carbon nanofibers show outstanding catalytic activity for oxygen-reduction reactions, such as a half-wave potential ($E_{1/2}$) of 0.43 V, kinetic limiting current density of $6.2mAcm^{-2}$, electron reduction pathways (n = 3.1), and excellent long-term stability after 2000 cycles, resulting in a lower $E_{1/2}$ potential degradation of 13 mV. The improvement in the electrochemical performance results from the synergistic effect of the graphitization of carbon nanofibers and the increased amount of nitrogen doping.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.598-603
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• 2023

촉매를 사용한 전기화학적 암모니아 생산은 주변 온도 및 압력 조건, 환경 친화적인 작동 및 고순도 암모니아 생산을 가능하게 함으로써 전통적인 하버-보쉬 방법을 대체할 대안으로서 가능성이 있다. 본 연구에서는 제1원리 계산을 사용하여 루테늄 촉매의 표면에서 발생하는 질소 환원 반응에 초점을 맞춘다. 루테늄의 (0001) 및 (1000) 표면에서 질소 환원에 대한 반응 경로를 모델링하여 반응 구조를 최적화하고 각 단계에 대한 유리한 경로를 예측했다. 각 표면에서의 N₂의 흡착 구성은 후속 반응 활동에 상당한 영향을 미쳤으며, 깁스자유에너지 분석은 가장 유리한 질소 환원 구성을 도출하였다. 루테늄의 (0001) 표면에서는 질소 분자가 표면에 수직으로 흡착하는 end-on 형태가 가장 유리한 N₂ 흡착에너지가 나타났으며 유사하게, (1000) 표면에서도 end-on 형태가 안정적인 흡착 에너지 값을 보였다. 이어서, distal 및 alternating 구성 모두에서 최적화된 수소 흡착을 통해 NH₃의 최종 탈착까지 이론적으로 완전한 반응 경로를 설명했다.

• 한국연소학회지
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• 제13권1호
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• pp.10-16
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• 2008

Numerical simulations of freely propagating premixed flames burning mixtures of methane and chlorinated hydrocarbons in fuel are performed at atmospheric pressure in order to understand the effect of chlorinated hydrocarbons on the formation of nitrogen oxide. A detailed chemical reaction mechanism is used, the adopted scheme involving 89 gas-phase species and 1017 elementary forward reaction steps. Chlorine atoms available from chlorinated hydrocarbons inhibit the formation of nitrogen oxides by lowering the concentration of radical species. The reduction of NO emission index calculated with thermal or prompt NO mechanism is not linear and is probably related to the saturation effect as $CH_3Cl$ addition is increased, In the formation or consumption of nitrogen oxide, the $NO_2$ and NOCl reactions play an important role in lean flames while the HNO reactions do in rich flames. The molar ratio of Cl to H in fuel has an effect on the magnitude of NO emission index.

• 한국재료학회지
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• 제28권3호
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• pp.182-188
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• 2018

Nitrogen (N)-doped protein-based carbon as platinum (Pt) catalyst supports from tofu for oxygen reduction reactions are synthesized using a carbonization and reduction method. We successfully prepare 5 wt% Pt@N-doped protein-based carbon, 10 wt% Pt@N-doped protein-based carbon, and 20 wt% Pt@N-doped protein-based carbon. The morphology and structure of the samples are characterized by field emission scanning electron microscopy and transmission electron micro scopy, and crystllinities and chemical bonding are identified using X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. The oxygen reduction reaction are measured using a linear sweep voltammogram and cyclic voltammetry. Among the samples, 10 wt% Pt@N-doped protein-based carbon exhibits exellent electrochemical performance with a high onset potential of 0.62 V, a high $E_{1/2}$ of 0.55 V, and a low ${\Delta}E_{1/2}=0.32mV$. Specifically, as compared to the commercial Pt/C, the 10 wt% Pt@N-doped protein-based carbon had a similar oxygen reduction reaction perfomance and improved electrochemical stability.

• 전기화학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-12
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• 2019

암모니아 생산은 이전부터 비료, 식량과 관련되어 많은 연구가 이루어져 왔는데, 최근 신재생 에너지에 대한 관심이 커짐에 따라 암모니아 또한 에너지로서 내연기관이나 연료전지로 활용이 기대되어 더 많은 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 하지만 암모니아를 생성하기 위해서 하버-보쉬법을 사용하는데, 150-300기압과 $350-550^{\circ}C$ 이상의 높은 압력과 온도가 필요하므로 지구 에너지의 1-2%를 사용할 만큼 암모니아 생산에 많은 에너지가 소모되며, 주로 화석연료가 사용된다. 위와 같은 반응에 사용되는 에너지를 줄임으로 이산화탄소 배출량을 줄여 환경문제에도 대응할 수 있기 때문에 반응온도 및 압력을 줄이는 노력이 필요하다. 본 총설에서는 암모니아를 생산하기 위한 방법 중 특히 상온, 상압에서의 전기화학적 질소환원반응 결과들을 소개한다. 실험 결과뿐만 아니라 밀도범함수 계산을 통하여 전기화학적 질소환원반응 메커니즘 연구가 많이 되었으며, 더 많이 전기화학반응에 참여할 수 있도록 하는, 나노 와이어, 다공성 전극과 같은 나노구조화 전극설계에 대한 다양한 연구 결과들 또한 제시한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.233-236
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• 1997

An investigation has been made of the various plasma chemistry reactions that occur in the corona discharge of an electrostatic precipitator operating in a typical flue gas. As the results of investigation, sulphur dioxide is removed principally by reactions with OH radicals to produce sulphuric acid, while nitrogen oxides are removed principally by reduction via the N radical to molecular nitrogen. If electrostatic precipitator\ulcorner used for flue gases are operated with positive voltages instead of negative dc voltages, there are significant reductions in the emission of the undesirable gases SO$_2$, NO, and NO$_2$. Thus, in this paper we design the bidirectional pulse generator for removal of flue gas, where the pulse width is more than 50[nsec] and the maximum output voltage is more than 100[kVl.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.300-307
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• 2006

혐기성 암모늄산화(ANAMMOX)는 고농도 질소폐수를 처리하기 위한 획기적인 공정이다. 본 연구에서는 고농도 암모늄 및 유기물을 함유한 고농도 폐수를 ANAMMOX 공정을 이용하여 처리하는 동안 일어나는 유기물질의 산발효, 탈질, 황화합물의 환원 및 hydroxyapatite에 의한 인의 결정화에 대하여 연구하였다. 또한, ANAMMOX 공정의 중간생성물인 hydroxylamine과 hydrazine의 기능을 조사하였다. 연구결과, 돈사폐수의 혐기성 암모니아산화 반응과 함께 다양한 복합반응이 일어나며, hydroxylamine과 hydrazine은 ANAMMOX 반응에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.604-610
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• 2023

주변 조건에서 N₂를 환원하여 NH₃를 생성하는 전기 촉매 질소 환원 반응(nitrogen reduction reaction, NRR)은 산업공정에서 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 유망한 기술로 주목을 받고 있다. N₂를 흡착하고 활성화할 수 있는 촉매 금속 표면 중 많이 사용되는 Ni(100) 표면의 여러 사이트(site)의 흡착 성능을 밀도 함수 이론 계산(density-functional theory)를 기반으로 비교하였다. 또한 안정적인 NRR반응의 경로를 유도하는 N₂의 두 가지 흡착 구조를 조사하였고 end-on 구조는 top site에 흡착, distal pathway로 반응이 진행되고 side-on 구조는 bridge site에 흡착되며 enzymatic pathway로 반응이 진행되었다. 마지막으로 구조 별 가장 안정한 메커니즘의 깁스 자유에너지를 구하여 반응의 경향성을 알아봄으로써 NRR 반응의 금속 촉매 표면 흡착에 대한 연구에 도움이 될 수 있을 것이다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 1995년도 추계학술강연 및 발표대회 강연 및 발표논문 초록집
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• pp.25-25
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• 1995

Liquid phase sintering of 90W-6Ni-4Mn alloy has been investigated as functions of sintering atmosphere, heating rate, and reduction temperature. The present work accounts for the thermodynamic oxidatiodreduction reactions of constituent powders of W, Ni and Mn. By discounting these reactions, the previous investigations would obtain only the alloy with large pores and the lowered relative sintered density, by the liquid phase sintering under a dry hydrogen atmosphere. the sintering cycle consisted of a rapid heating to reduction temperatures under high purity nitrogen atmosphere, and holding for 4 hours and sintering at $1260^{\circ}C$ for 1 hour under a dry hydrogen gas. The relative density of the sintered alloy increased with increasing heating rate. As the reduction temperature increased, the relative density increased to the lm theotical density at the duction temture above $1150^{\circ}C$. The mimsturcatre of sintered alloys has been analysed by a scanning election microscope. The sintered density was compared with those obtained from the other investigators. It was found that the reduction $1150^{\circ}C$ results in the lowered densification of 90W-6Ni-4Mn alloy. This is caused by the fact that reducing reactions of W and Ni oxides contained in W an Ni powders concomitantly leads to oxidizing reaction of Mn powder the oxidized Mn is hardly reduced at sintering temperature and thereby remains large pores in the alloy. It is concluded that the W-Ni-Mn alloy with full density can be obtained by the precise control of atmosphere, heating rate, and sintering temperature.

• 한국분무공학회지
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• 제24권4호
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• pp.178-184
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• 2019

Diesel engines have the advantages of higher thermal efficiency and lower CO2 emissions than gasoline engines, but have the disadvantages that particulate matter (PM) and nitrogen oxides (NOx) emissions are greater than those of gasoline engines. In particular, nitrogen oxides (NOx) emitted from diesel engines generates secondary ultrafine dust (PM2.5) through photochemical reactions in the atmosphere, which is fatal to humans. In order to reduce nitrogen oxides (NOx), pre-treatment systems such as EGR, post-treatment systems such as LNT and Urea SCR have been actively studied. The Urea SCR consists of an injection device injecting urea agent and a catalytic device for reducing nitrogen oxides (NOx). The nitrogen oxide (NOx) reduction performance varies greatly depending on the urea uniformity in the exhaust pipe. In this study, spray characteristics according to the spray hole structure were confirmed, and the influence of spray uniformity on spray characteristics was studied through engine evaluation.